后循环动脉瘤治疗的相关研究进展

赵志宇，丁新民，王晓龙，韩利，托元钊

(1.山西医科大学,太原 030012； 2.山西医科大学附属人民医院神经外科，太原 030012)

颅内动脉瘤在人群中的发病率为1%～6%，动脉瘤破裂出血后早期病死率为25%～50%，严重威胁人类生命健康；其中，后循环动脉瘤约占颅内动脉瘤的10%，而椎动脉和小脑下后动脉(posterior inferior cerebellar artery，PICA)是颅内后循环动脉瘤的好发部位[1]。PICA是椎动脉颅内段发出最大且最具临床意义的分支，呈高度多样化，位置深、显露困难，手术空间有限，且PICA中夹层动脉瘤或梭形动脉瘤多见，治疗极为困难[2-3]。目前，脑血管疾病的显微手术治疗主要包括夹闭、孤立、阻塞载瘤血管、切除动脉瘤以及各种旁路移植术，近年的研究主要集中于血管内介入治疗[2]。与其他颅内动脉相比，PICA和椎动脉与颅神经的关系更复杂，单一的治疗方法有时无法解决所有问题。血管重构结合动脉瘤孤立或切除是目前治疗夹层动脉瘤的最佳方式，但具有手术技术要求高、动脉分离困难且吻合时间长等缺点。目前消除动脉瘤的同时尽力保留载瘤动脉血供临床已达成一定共识。而通过颅内血管的三维模型重建，应用计算流体力学(computational fluid dynamics，CFD)进行旁路移植术后血流动力学的定量研究，在后循环旁路移植领域研究较少，但此法可以指导临床最优手术方式的选择[4]。现就后循环动脉瘤治疗的相关研究进展予以综述。

1 椎动脉和PICA的相关解剖

椎动脉由锁骨下动脉第一段发出，左右各一，沿前斜角肌内侧上行，穿上六位颈椎横突孔，经枕骨大孔上升至颅内后，两条椎动脉在脑桥下缘汇合，形成一条粗大的基底动脉，即通常所称的椎-基底动脉系统。基底动脉至中脑又分为两条大脑后动脉，供应大脑后2/5的血液，包括枕叶、颞叶的基底面及丘脑等。椎-基底动脉在小脑和脑桥的分支，供应小脑和脑桥的血液。两条大脑前动脉由前交通支连接，两侧颈内动脉与大脑后动脉由后交通支连接，构成脑底动脉环，当此环的某处出现血液循环障碍时，处于环内的血管可互相调节供应。

PICA从椎动脉起点到其终末分支可分为5段，即延髓前段、延髓外侧段、延髓扁桃体段、膜帆扁桃体段和皮质段。Lister等[3]将延髓前段、延髓外侧段定义为PICA的近段，其他为远段，供应脑干的穿通动脉大多来自近段；椎动脉在舌咽神经、迷走神经、副神经和舌下神经前走行，PICA从椎动脉发出后，近端走行于上述神经间或周围，且常被拉长或扭曲。

2 后循环动脉瘤的治疗

2.1颅外-颅内旁路移植术 20世纪70年代末，枕动脉-PICA旁路移植术作为后循环最常见的颅外-颅内旁路移植术已被用于PICA重构，对于累及PICA起点的椎动脉梭形动脉瘤以及不适合手术夹闭或血管内栓塞巨大、复杂的椎动脉-PICA和PICA动脉瘤，枕动脉-PICA旁路移植术是理想选择[5-6]。PICA的尾袢是公认的枕动脉-PICA旁路移植最佳接受部位，PICA的尾袢内下方具有足够的术中操作空间，可以减少小脑扁桃体的牵拉，有助于吻合操作[7]。尾袢的形状为提升受体血管提供了合适的位置，以便使手术区域变浅。Lister等[3]描述了PICA缺失尾袢的2个解剖变异，两者均直排列。Macchi等[8]研究发现，在80个尸头标本中，约28%缺乏尾袢。对于PICA有显著解剖变异的患者，在无尾袢的情况下PICA的延髓外侧段和膜帆扁桃体段是目前最佳的替代吻合部位，但由于手术窗狭窄、操作位置变深以及较不利的手术方位，枕动脉-PICA旁路移植术的技术难度增加；另外，由于PICA的延髓外侧段和膜帆扁桃体段与硬脑膜表面的距离增加手术更具挑战性，为了更好地暴露延髓外侧段和膜帆扁桃体段，避免额外地牵拉小脑，手术轨迹需要更多转向侧方和前方[5,9-10]。近期研究发现，硬膜外椎动脉-枕动脉旁路移植术是一种微创有效的后循环术式，为椎基底血管提供了充足的血流量，节省了开颅时间，避免了深部的吻合，拓宽了缺血后循环旁路移植术的适用范围[11]。

由于手术空间深且狭窄，枕动脉-PICA旁路移植术被认为是一种具有挑战性的手术方法，与前循环旁路移植术相比，枕动脉-PICA旁路移植术后桥血管阻塞和围手术期并发症的发生风险较高，手术成功率为60%～80%[12]。因此，通过多层肌肉获取枕动脉复杂的路径、详细的术前计划以及深度手术中足够的术中操作空间对于手术成功至关重要。

2.2颅内-颅内旁路移植术 颅内-颅内旁路移植术的优点在于不需要外来血管。早在1991年就有学者在治疗椎动脉-PICA连接处的夹层动脉瘤时应用了PICA-PICA侧侧吻合技术，PICA-PICA侧侧吻合技术可作为椎动脉-PICA、延髓前段、延髓外侧段及延髓扁桃体段尾袢近端夹层动脉瘤的备选方案[13]。Durward[14]于1995年报道了PICA-椎动脉旁路移植术，其可作为PICA累及延髓前段、延髓外侧段夹层动脉瘤的备选方案。Abla等[15]在研究中报道了动脉瘤切除后血管再吻合的方法，可作为延髓外侧段、延髓扁桃体段及膜帆扁桃体段夹层动脉瘤的备选方案。

PICA-PICA旁路移植术是相对容易操作的颅内-颅内旁路移植术式。PICA-PICA旁路移植术需要具有足够大且彼此靠近的双侧尾袢，PICA的尾袢应在无张力情况下拉近并连接在一起，对侧供体PICA的口径应等于或大于同侧PICA，动脉切开长度应为PICA直径的2～3倍，以确保吻合口通畅及充足的血供[16]。然而，PICA-PICA旁路移植术在技术上较端侧吻合术更困难，如果手术失败，则将损伤正常的双侧PICA。若PICA间距<4 mm，由于尾袢附近存在重要的穿支动脉，强行吻合可导致动脉壁或动脉扭结闭塞穿通动脉破裂[15,17]。目前，PICA-椎动脉V4段近端再植可能是颅内-颅内旁路移植术中最难的术式，由于V4段位置极深，周围被后组颅神经包围，即使部分磨除枕髁、扩大术窗，术后第Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ、Ⅻ对脑神经出现并发症的风险也较大。另外，椎动脉血管壁较PICA壁厚许多，可能造成壁厚与口径不匹配，而这种不匹配的情况可能导致吻合口血栓形成并降低通畅率[15]。当原位PICA-PICA旁路移植术或PICA再吻合操作困难时，PICA-椎动脉旁路移植术可作为替代方案。

动脉瘤切除后的端端吻合术是一种操作容易、再通率高且接近术前解剖结构的术式，符合这种术式应用的动脉瘤通常是指夹层或梭形、中等大小且无远端分支的PICA动脉瘤。端端吻合的缝合较其他技术吻合口短、缝合次数少、吻合速度相对更快，吻合必须旋转动脉以显现缝合，可以通过移动临时血管阻断夹为深缝合提供一些张力[15]。对于暴露受限的动脉瘤，采用此方法吻合较困难。

2.3血管介入治疗 血管介入治疗包括单纯栓塞、纯支架、球囊辅助栓塞、支架辅助栓塞、分流支架辅助栓塞或圈阻塞载瘤血管等，其中单纯支架、支架辅助栓塞、分流支架辅助栓塞、球囊辅助栓塞作为可以保留载瘤血管的血管内治疗方式常被应用于临床[18-24]。PICA作为后循环动脉瘤的好发部位，治疗以外科手术为主。近年来，随着介入技术的飞速发展，血管内治疗为PICA动脉瘤的治疗提供了更多的选择，但PICA动脉瘤的血管内治疗具有诸多限制和挑战。目前，对于PICA夹层动脉瘤的血管内治疗主要采用单纯栓塞和弹簧圈阻塞载瘤血管，但同时也阻塞了PICA血流，容易诱发延髓和小脑缺血。因此，支架辅助栓塞、分流支架辅助栓塞等可以重构载瘤血管血流的血管内治疗方法不断被探索。但受PICA直径、位置、PICA与椎动脉夹角以及动脉瘤形态的限制，相关报道较少[2]。Srinivasan等[25]在研究中将PICA梭形动脉瘤分为3类：①累及椎动脉或PICA近端的梭形夹层动脉瘤，只可以将支架置于椎动脉中，而PICA近端无法置入；②梭形动脉瘤的起点距PICA起点足够远，有足够的支架放置空间(至少5 mm)，但仍累及供应延髓的穿通动脉，这类动脉瘤可以将支架完全置于PICA内；③梭形动脉瘤位于超过穿通动脉发出处的远端PICA。

目前对颅内动脉瘤应用血管介入治疗较多，主要的原因在于通过对前循环动脉瘤中显微外科手术与血管介入治疗的对比发现血管介入治疗效果较好[26-27]。但在临床中，后循环动脉瘤血管介入治疗的预后不佳，目前也缺乏大样本的临床试验数据。Bohnstedt等[1]提出，分流支架辅助栓塞治疗PICA复杂动脉瘤具有巨大潜力，对于许多PICA动脉瘤是一种安全、可行的治疗方式，但如果血管内治疗在技术上较预期更困难，应考虑手术；通过文献回顾发现，虽然血管内手术与显微手术的并发症发生率比较差异有统计学意义，但远期预后(如通过出院6个月和1年随访的神经功能恢复和血管再通情况)差异无统计学意义。

2.4最优手术方式的选择 血管旁路移植重建血运的目的主要是预防缺血性脑卒中的发生。对于颅内后循环复杂动脉瘤，血运重建在治疗动脉瘤的同时，还可预防延髓背外侧综合征以及小脑梗死的发生，但仍有一部分患者于术后出现受体血管供血区域的缺血甚至梗死，因此术后的血管再通尤为重要。血管重构伴随血管几何特征的改变，并经常造成人为损伤，同时带来血流扰动，引起生物力学的改变[28-29]。目前已有研究发现，血流动力学在重建血管通畅中发挥重要作用[30-31]。

吻合口附近的内膜增生是血管重构失败的常见原因[13，32-34]。影响吻合口内膜增生开始和进展的因素很多，包括移植物与受体动脉间的不匹配、手术损伤、局部血流动力学改变等；进一步研究发现，血流动力学主要是壁面剪切应力效应，在局部内膜增生中发挥作用[32，35-38]。Ku等[39]研究发现，内膜增生与最大壁面剪切应力、平均壁面剪切应力及振荡剪切指数的倒数显著相关，且呈线性正相关。壁面剪切应力量级的平均值和脉动分量对内皮细胞的形态及生化信号均有显著影响，可激活细胞内信号转导通路导致内膜增生，从而以狭窄的形式减小血液通过的管腔面积，减少血流量，最终导致血栓形成，血管重构失败[40-42]。因此，壁面剪切应力的大小、分布以及振荡剪切指数等血流动力学参数对血管重构的影响近年来备受关注。

目前，对于血流动力学的研究主要集中在确定端侧吻合几何特征对壁面剪切应力分布的影响方面。Steinman 等[43]对45°端侧吻合模型流动模拟的研究表明，在血管接合处及该处周围的血管壁，瞬时壁面剪切应力升高。Freshwater等[44]研究发现，较大的吻合角会使血管接合处及周围的血管壁产生更高的壁面剪切应力值和流动振荡数，而剪切应力值的大小取决于吻合角度，小角度吻合较大角度吻合更适于减少血管内膜增生，降低狭窄发生率。上述研究中，供体及目标血管的中心线均位于同一平面内，因此形成了二维平面结构。另有学者在稳态下以及瞬态流条件下研究了端侧吻合模型中的三维平面结构，这种情况更接近现实，结果显示与平面模型相比，三维平面结构模型吻合口处及周围血管壁内膜增生的发生率受壁面剪切应力变化的影响更大，同时平均振荡壁面剪切应力的变化与内膜增生也有一定关联[45-46]。Bonert等[47]的研究表明，平行形式的侧侧吻合更适于维持移植物通畅。Frauenfelder等[48]的研究表明，在侧侧吻合中最高壁面剪切应力在发生狭窄血管段中，而不在吻合口附近。

随着CT、磁共振血管造影和数字减影血管造影的发展，已经可以进行患者颅内血管的三维模型重构，但还不能进行瘤内血流动力学的定量研究，目前的研究多应用CFD模拟获得颅内血管血流动力学的信息。CFD已成为目前了解相关血流动力学特征的重要工具，而计算机资源的发展和数据采集的进步促进了CFD在血流动力学中的应用。CFD有助于详细预测术后流量和相关参数(血流量、壁面剪切应力、振荡剪切指数等)，在优化血管疾病治疗方面起决定性作用[4]。结合上述技术手段，现阶段较为新颖且有效的实验方法是利用经特殊染料灌注的人尸头标本血管，手术模拟不同的后循环血管重建手术，探索供体血管和受体血管直径、形状及走形，对各种旁路移植术式的重建血管进行三维建模；首先将血管壁假设为刚性体，忽略了壁的扩张性，建立基于影像数据的三维刚性数值模型(血管有弹性，血液的流动区域随着动脉壁变形膨胀而发生改变)，然后再运用流体动力学软件测定不同血管重构模型下的血流量、壁面剪切应力、振荡剪切指数等相关血流动力学参数，通过分析各种旁路移植术术式带来的血流动力学参数变化，选择最优术式指导临床治疗[4,49-50]。

3 小 结

目前对于后循环动脉瘤，血管旁路移植术和血管内血运重建均是合理选择。选择治疗方案时应考虑夹层动脉瘤的位置、双侧椎动脉和枕动脉的发育情况、双侧PICA的距离、PICA的直径以及PICA与椎动脉夹角等，并于术前仔细评估并选取最优方案。目前关于血流动力学与血管重构的研究均围绕冠状动脉或股动脉开展，而对于脑血管血流动力学的研究刚刚起步，研究较少。同时，由于CFD及血流动力学专业的特殊性，多专业跨领域的合作可能成为未来脑血管疾病治疗发展的新方向。